ESTRATEGIAS Y ESCENARIOS DE EXPLOTACIN ANLISIS ECONMICOSAunque, como expresamos en la Introduccin, esta etapa del trabajo no forma parte estrictamentede la SNDI, s la sucede y se integra con ella, a fin de lograr la Optimizacin de laAdministracin de los Yacimientos de Petrleo y Gas en reales Flujos Integrados de Trabajo.Brevemente podemos decir que esta tarea se inicia con la Seleccin de las Estrategias de Explotacin, tales como Aceleracin de la Produccin, Maximizar del Valor Presente Neto, Maximizar el Factor de Recuperacin, Minimizar de la Inversin, etc..Estas Estrategias pueden tener ms de un objetivo y fijar prioridades dentro de esos objetivos.Frecuentemente la Estrategia elegida tiene como primer meta maximizar el Valor Presente Neto y como segunda Acelerar la Produccin. Esta es una eleccin posible y pueden plantearse todas las que se crean necesarias y/o convenientes.Una vez priorizadas las Estrategias seleccionadas, se procede a analizar los distintos Escenarios de Explotacin que resulten, por un lado concordantes con esas Estrategias y por otro compatibles con las prcticas operativas convenientes. Se consideran tambin para esta eleccin las Condiciones Econmicas que prevalecen en la Empresa.Para cada Escenario de Explotacin diseado se elaboran los Pronsticos de Produccin y Presiones utilizando el Modelo Final Integral obtenido y se desarrollan los Anlisis Econmicos teniendo en cuenta los Costos de Inversin y Operacin.A fin de evaluar econmicamente distintos proyectos, en distintos Escenarios de Explotacin, comenzaremos con una rpida revisin de algunos de los parmetros que usualmente se utilizan, con sus respectivas definiciones

Flujo de CajaLa primera y ms elemental manera de evaluar un proyecto es disponiendo de un Flujo de Caja, que se define como el Movimiento de Fondos (Ingresos y Egresos) de un proyecto determinado.Este Flujo de Caja registra la fecha en la cual se produce el movimiento de fondos. Como moneda de cambio puede utilizarse cualquiera que resulte conveniente para la evaluacin. Pueden ser dlares, o pesos o miles o millones de estas u otras monedas. Por ello se prefiere hablar de Unidades Monetarias (UM).Entonces un Flujo de Caja puede representarse as: C A S O 1Perodo Ingresos / Egresos Acumulado [UM] [UM]

0 -10 -101 +5 -52 +15 +103 +5 +154 -10 +55 +5 +106 +5 +15En estos dos ejemplos pueden observarse que, si bien el Monto Acumulado es el mismo al finalde los perodos considerados, la Exposicin del Capital en el caso 2 llega a las 20 UnidadesMonetarias, mientras que en el Caso 1 es slo de 10 Unidades Monetarias.Intuitivamente podramos pensar que el Caso 1 es ms conveniente que el Caso 2, pero sibuscamos otros elementos que determinen cul es la mejor Inversin, podemos encontrarresultados contradictorios.Para sostener este anlisis haremos un muy rpido repaso a algunas variables econmicas.Para ello debemos recordar que si un Capital C1 es invertido a una tasa de inters i durante nperodos, el monto M recuperado al final de los n perodos ser (Inters Simple):M=C1 * (1 + i* n)Si por el contrario, al finalizar cada perodo el Inters generado se reinvierte, (inters compuesto)al trmino de n perodos tendremos:Mn=C1* (1 + i)nPara comparar ambos proyectos puede utilizarse un parmetro conocido como el Valor PresenteNeto de cada uno. Conceptualmente es conocer cuntas unidades monetarias vale cada proyectosi ese Flujo de Caja en retrotrado al presente con una dada Tasa de Descuento (inters que sepodr generar si se dispone de esa suma de dinero al presente).Para el clculo del Valor Presente Neto (VPN) deber descontarse a una tasa dada cada uno delos montos resultantes en la columna de Ingresos/Egresos.C A S O 2Perodo Ingresos / Egresos Acumulado [UM] [UM]

0 -10 -101 -10 -202 +5 -153 +5 -104 +15 +55 +5 +106 +5 +15 29As, por ejemplo, para el Caso 1 y asumiendo una tasa de descuento del 10 % por cada perodoresulta:C A S O 1Perodo Ingresos / Egresos Descontado [UM] 10%

0 -10 -101 +5 +4.5452 +15 +12.3973 +5 +3.7574 -10 -6.8305 +5 +3.1056 +5 +2.822SUMA 9.796Debe hacerse notar que, por ejemplo, las 5,000 UM ingresadas el perodo 3, representan 3,757Unidades Monetarias al tiempo cero.Esto que hemos realizado por pasos puede representarse por la sumatoria del Ingreso/Egresodesde j=0 a n del flujo j dividido por 1 + la Tasa de Descuento elevado a la j (ecuacin anterior).C A S O 2Perodo Ingresos / Egresos Descontado [UM] 10%

0 -10 -101 -10 -9.0912 +5 4.1323 +5 3.7574 +15 10.2455 +5 3.1056 +5 2.822SUMA 4.970Comparando el Caso 1 con el Caso 2, puede observarse que a partir de un mismo valor final delFlujo de Caja el VPN en el Caso 1 es mucho mayor que en el Caso 2.jj nj iFlujo V P N(1 ) . . . 0 + = =30Otro parmetro que tambin se usa para evaluar proyectos es la Tasa Interna de Retorno (TIR) que es la tasa de descuento que hace que el VPN sea igual a cero. A mayor TIR mayor rentabilidad tiene el proyecto.Otro de los mtodos utilizados para evaluar un proyecto consiste en calcular el Costo de Desarrollo de una unidad de volumen de gas. Por ejemplo, un proyecto puede costar 0,40 dlares por milln de BTU, y otro 0,45 dlares por milln de BTU. Sin embargo, no necesariamente ser ms rentable el primero, un anlisis de los VPN o de los TIR de los proyectos nos dar la respuesta.En cualquier caso debe tenerse como prioritario la estrategia que fija la Empresa y qu parmetro quiere privilegiar. Es la produccin o la menor exposicin del capital? o Es la mxima recuperacin de hidrocarburo o el menor tiempo de repago? La respuesta a estas preguntas pondr en perspectiva el camino a seguir.

.ttp://www.cedip.edu.mx/graficacion/manuales_curso_pozarica.php?dir=petroleros/Geomecanica%20SchlumbergerIntroduccin a la Simulacin Numrica de Yacimientos I

n esta clase, se procedi a describir los temas relacionados con la simulacin numrica de yacimientos, en la cual se presento los aspectos relevantes que conforman el proceso de simulacin.

Primeramente se defini de manera general la definicin de simulacin numrica la cual es:

Proceso de inferir el comportamiento real de un yacimiento a partir del comportamiento de un modelo matematico que los representa y cuyas ecuaciones se resuelven mediante mtodos numrico"

Tomado de: Clase de Introduccin a la simulacin numrica de Yacimientos, Angel da Silva, UCV

Seguidamente, se procedi a definir lo que es un simulador el cual se puede resumir en : Conjunto de programas de computacin que, mediante algoritmos apropiados, resuelve numricamente las ecuaciones del modelo matematico que representa el yacimiento y obtiene soluciones aproximadas de tales ecuaciones.

Como ya se menciono anteriormente, el simulador de yacimiento seleccionado para el desarrollo del curso fue el simulador ecplise, el cual pertence a la compaa schulemberger.

Tomado de: Clase de Introduccin a la simulacin numrica de Yacimientos, Angel da Silva, UCV

La principal finalidad del estudio y empleo de la simulacin numrica de yacimientos consiste fundamentalemente en la comparacin de los resultados obtenidos con dicha simulacin, con los resultados obtenidos por otros mtodos de prediccin previamente establecido, y asi poder corroborar con los resultados obtenidos en campo ( real), con lo cual se puede obtener una mayor claridad de la precisin de los resultados obtenidos para el comportamiento futuro del yacimiento, esto conlleva a validar resultados, y finalmente a optimizar los procesos relativos al yacimiento, como son los procesos de produccin, perforacin y evaluacin de yacimientos.

La principal ventaja de los mtodos de simulacin numrica, consiste en que generalmente estos mtodos toman en cuenta la heterogeneidad (Irregularidades) de las propiedades y caractericticas de los yacimientos, en comparacin con los otros mtodos de prediccin que no tomann en cuenta dichas irregularidades, si no que por el contrario, estos ltimos mtodos generalmente presentan en sus suposiciones, que las propiedades y caractericticas de los yacimientos analizados son uniformes y simplificados.

Estas ultimas diferencias entre los mtodos de simulacin numrica y otros mtodos de prediccin previamente existente, permiten inferir que la simulacin numrica es la mejor alternativa para predecir el comportamiento de los yacimientos, ya que generalmente los resultados obtenidos por medio de esta ultima, se aproximan mas a la realidad de los datos.

SiN embargo, no hay que olvidar que, para poder obtener resultados confiables tanto para el mtodo de simulacin numrica, como tambin para los mtodos previos de prediccin, es necesario compararar los resultados entre si, al igual que comparar dichos resultados con los datos reales, con lo cual se podr determinar cual, o cuales mtodos de prediccin son mas confiable dentro de un rango previamente establecido de certidumbre.El petrleo es la principal fuente de energa en el mundo, aunque es no renovable. Por ello, hoy en da, se inverten grandes cantidades de dinero en la exploracin para conseguir dicho recurso y luego explotarlo. Pero no esta tarea sencilla porque una vez confirmada la presencia de petrleo en algn lugar (que ya es un gran paso) se procede a realizar un estudio de ese yacimiento, y es all donde juega un papel muy importante la simulacin de yacimientos.Lasimulacin de yacimientos es una forma de modelar numricamente el yacimiento para cuantificar e interpretar los fenmenos fsicos que all ocurren, con la habilidad de predecir el comportamiento futuro.En otras palabras, se representa de comportamiento real del yacimiento a partir de un modelo matemtico con ecuaciones que se resuelven con mtodos numricos. El proceso consiste en dividir el yacimiento en un determinado nmero de celdas en tres dimensiones y representar el progreso del mismo y las propiedades de los fluidos en el tiempo y espacio para cada etapa.Como ya mencion anteriormente, se crea un modelo matemtico que se resuelve a partir de mtodos numricos, pero qu ecuacin se resuelven?--->Se resuelve una ecuacin que es una combinacin de la ecuacin de balance de materiales y la Ley de Darcy para cada paso de tiempo. Cada celda se resuelve simultneamente, as que el nmero de celdas est directamente relacionado con el tiempo necesario para resolver paso.

La estructura del un simulador se puede dividir en tres estapas:1. Inicializacin: para definir las condiciones iniciales de la simulacin, es decir, la presin y la saturacin en la fecha de inicio de la simulacin. En esta etapa con una descripcin esttica y las propiedades de la roca y de los fluidos se determina el POES.2. Ajuste Histrico: en esta etapa, con los datos histricos de lo pozos, con las condiciones de produccin e instalaciones y el POES determinado anteriormente, se realizan los clculos del simulador en el tiempo.3. Predicciones: con los clculos de la etapa anterior se hace la prediccin de la tasa de recobro y a partir de estose realiza un anlisis econmico y la estimacin de reservas recuperables.El simulador lo que hace es calcular presiones y saturaciones de cada celda, as como estimar produccin de cada pozo. Para esto se fundamenta en que: El yacimiento est dividido en un nmero finito de celdas. Los pozos estn en el centro de la celdas. Se proporcionan los datos bsicos para cada celda. La produccin de los pozos es suministrada en funcin del tiempo.

Es necesario conocer varias propiedades de la roca y de los fluidos: De la roca: porosidad, permeabilidad, compresibilidad, profundidad, espesor, permeabilidad relativa, presion capilar y saturaciones. De los fluidos: densidad, compresibilidad, factor volumtrico de formacin, viscosidad, solubilidad y presin de saturacin.Hay diferentes tipos de simuladores, como por ejemplo: petrleo negro, composicionales, trmicos, qumicos, acoplados con modelos, etc. En este curso slo estudiaremos el de petrleo negro (Black Oil).

La importancia de simular un yacimiento radica en que se determina de manera aproximada las reservas recuperables, se determina tambin el mtodo de perforacin ms econmico, as como el tipo y diseo del pozo, el nmero de pozos a perforar, las tasas de inyeccin, instalaciones ms adecuadas. Por otra parte, tambin tiene sus limitaciones ya que las soluciones no son exactas dedibo a que los datos ingresados no son precisos, no se puede confiar plenamente en el ajuste histrico porque suelen tener mucha incertidumbre y los datos petrofsicos y geolgicos se extrapolan de algunos puntos al campo completo. Se tiene la siguiente premisa del simulador : si basura entra, basura sale; los resultados de salida dependen de los de entrada.

CLASE N1.- Introduccin a la simulacin numrica de Yacimientos.La simulacin numrica de yacimientos nos ayuda a inferir el comportamiento real del yacimiento a partir de modelos matemticos.

Un simulador de yacimiento no es ms que un conjunto de programas de computacin que resuelve los modelos matemticos que representan al yacimiento. En los ltimos aos, la simulacin numrica de yacimientos ha ganado gran aceptacin en la industria petrolera, ya que actualmente los simuladores permiten modelar de una manera ms realista la amplia variedad de yacimientos existentes en el mundo.

ETAPAS FUNDAMENTALES.

Un simulador de yacimientos consta de tres etapas fundamentales: la primera etapa, es la de inicializacin, que no es ms que la descripcin esttica del yacimiento, lo que se busca es la estimacin del POES a travs de las propiedades de roca y fluido. La segunda etapa, es el ajuste histrico, en el que se le suministra los datos histrico de los pozos, en sta etapa se obtienen los clculos del simulador en el tiempo, a travs de las condiciones de produccin e instalaciones. La tercera etapa, es la referida a las predicciones, a travs de la prediccin de la tasa de recobro, se puede realizar un anlisis econmico y la estimacin de reservas recuperables.

Las funciones principales de un simulador, es calcular las presiones y saturaciones a lo largo del tiempo; luego, con dichos datos y con ecuaciones paralelas, calcula el comportamiento de los pozos. Sin embargo, para poder tener dichas predicciones, es necesario suministrarle las saturaciones y presiones iniciales del mismo.

Los fundamentos bsicos de la simulacin, se basan en dividir el yacimiento en un nmero finito de celdas, se le proporcionarn datos bsicos a cada celda, siendo las mismas propiedades para toda la celda; el tamao de la celda influenciar en el resultado; mientras ms pequea sea el tamao de la celda, el resultado ser ms eficiente. Si al realizar un modelo con un cierto tamao de celda, y luego al cambiarle el tamao de la celda, los resultados varan, significa que el tamao de la celda est influenciando en el comportamiento; y sta variacin la debemos tener presente al momento de realizar nuestro modelo de simulacin. En ese caso, la celda tendr ese nuevo tamao (que ser mucho ms pequeo que con el que se estaba trabajando con anterioridad), y as continuar sucesivamente.Otros de los fundamentos bsicos, es que la produccin de los pozos se suministra en funcin del tiempo y las ecuaciones sern resueltas para calcular las presiones y saturaciones de cada celda.Entre los datos ms importante que se le debe suministrar al simulador, se encuentran: las propiedades de las rocas y de los fluidos. Entre las propiedades de las rocas, encontramos: la porosidad, permeabilidad, compresibilidad, profundidad, espesor, permeabilidad relativa, presin capilar y saturacin. Entre las propiedades de los fluidos a suministrar, tenemos: densidad, compresibilidad, factor volumtrico de formacin, viscosidad, solubilidad y presin de saturacin.

APLICABILIDAD DE LA SIMULACIN DE YACIMIENTOS.

La simulacin de yacimientos toma en cuenta las variaciones temporales y espaciales en presin, rocas, fluidos, geometra, pozos, entre otros. A travs de la simulacin, se puede realizar un anlisis econmico de proyecto, ya que nos ofrecen credibilidad y objetividad en lo que se est simulando, permitiendo de sta manera la toma de decisiones. Otra de las ventajas de la simulacin de yacimientos, es que nos permite el monitoreo de yacimientos bien sea por reas o por zonas, por pozo productor, por pozo inyector, por concesin, por migracin de fluidos, entre otros; pudiendo de sta manera generar escenarios de produccin y optimizar las polticas de explotacin.

LIMITACIONES DE LOS SIMULADORES DE YACIMIENTOS.

Aunque los simuladores presentan grandes ventajas y son una herramienta til en la industria petrolera, los mismos presentan ciertas limitaciones, ya que lo que estos nos brindan es una solucin aproximada y no una solucin exacta del estudio que se realiza. Va a existir un error asociado, porque el modelo va a parar de acuerdo a mi patrn de convergencia. Adems, los resultados dependern de los datos suministrados, es decir, si los datos son errneos, los resultados arrojados tambin lo sern. El ajuste de la historia no nos garantiza que la prediccin futura sea precisa, ya que por lo general los datos histricos suelen tener alto grado de incertidumbre.

ETAPAS DE UN MODELO DE SIMULACIN.

Todo modelo de simulacin, al igual que cualquir proyecto que se realice, debe estar acondicionado a una serie de etapas, entre las que destacan:

Definicin del problema.

Revisin de los datos.

Adquisicin de los datos adicionales.

Seleccin del enfoque.

Descripcin del yacimiento y diseo del modelo.

Ajuste histrico.

Predicciones.

Edicin y anlisis

Elaboracin del informe.

Algunas de stas etapas, requieren ms tiempo de estudio. En el caso del ajuste histrico, ste debe ser lo ms minucioso posible.

TIPOS DE SIMULADORES DE YACIMIENTOS.

Existen diversos tipos de simuladores de yacimientos que se ajustan a los datos o necesidades requeridas, algunos de estos simuladores son:- Petrleo negro.- Composicionales.- Trmicos.- Qumicos.- Acoplados con modelos: geomecnicos, flujo de fluidos en tuberas, instalaciones desuperficie, tec.

El simulador que estudiaremos, es el black oil o petrleo negro. ste tipo de simulador, es capaz de simular sistemas donde estn presentes gas, petrleo y agua en cualquier proporcin. Este es el simulador mas comnmente usado en yacimientos de petrleo y la principal suposicin es que las composiciones del petrleo y el gas no cambian significativamente con la defleccin. En el caso de que la composicin cambie, tendramos que utilizar un simulador composicional.

publicado por lorena lopez

a estrategia de explotacin: programa de vida del yacimiento

Energa a debate, Mayo-Junio 2010

PEP debe enfocarse no slo a la operacin y el mantenimiento, sino convertirse en un centro de excelencia tcnico que privilegia lo estratgico, y las economas, que son la razn de ser de un negocio.Luis Vielma Lobo*

Quienes venimos transitando la ruta de los hidrocarburos a lo largo de nuestra trayectoria, siempre encontramos un gran paralelismo entre lo que es nuestra existencia como seres humanos y lo que es el ciclo de vida de un yacimiento o campo de hidrocarburos, bien sea aceite o gas.La vida de cualquier yacimiento comienza con la exploracin, previa al descubrimiento, seguida por la delimitacin que busca conocer la dimensin del mismo, para posteriormente desarrollarlo como un campo y producirlo. Esto se logra inicialmente de forma primaria, es decir, aprovechando la energa natural inicial del yacimiento para explotarlo y posteriormente, de manera secundaria y terciaria, utilizando tcnicas y tecnologas para ampliar su recuperacin final, hasta que llega el momento de su abandono. El abandono se da, en la mayora de los casos, porque econmica o comercialmente ya no se justifica su explotacin, para ese momento en niveles marginales o simplemente sin ninguna produccin.No significa esto que todo el volumen originalmente descubierto y delimitado se haya recuperado. Significa que comercialmente, econmicamente, ya no es atractivo monetizarlo, producirlo, ya no es un negocio. Sin embargo, una cantidad importante de hidrocarburos se queda en el yacimiento. Es imposible producirlo totalmente y la ingeniera de yacimientos y las tecnologas precisamente buscan que este volumen remanente de hidrocarburos que se queda en el yacimiento, sea cada vez menor.A lo largo del tiempo, la industria petrolera ha sido un semillero de desarrollo de tecnologas. Desde su origen se requiri la aplicacin del conocimiento especializado del hombre para explorar, para descubrir yacimientos y desde ese momento hasta nuestros das, un espacio de tiempo de ms o menos un siglo, es increble los avances en tecnologas en los diferentes campos del saber petrolero.Las geociencias, en particular, han tenido una evolucin extraordinaria y le han dado a la industria un desarrollo tecnolgico de punta que ha permitido cada da poder precisar con mayor exactitud la existencia de hidrocarburos, la ubicacin, su dimensin y en oportunidades nos permite hasta conocer parmetros fsicos de la roca reservorio y el tipo de hidrocarburos que vamos a encontrar y a producir.En todo este avance, la computacin y los sistemas de informacin han jugado un rol crtico, al producir equipos y programas cada vez con mayor capacidad para el procesado de datos y para su conversin en informacin, clave para la interpretacin, anlisis y aplicacin de los geocientficos y tcnicos petroleros. Hoy da, los procesos operacionales para encontrar hidrocarburos cuentan con mtodos geolgicos y ssmicos de avanzada cuyas tecnologas como imgenes satelitales, ssmica 3D, 4D, multicomponente, tomografa ssmica, resonancia magntica, programas de modelado geolgico regional, entre otras, han incrementado la eficiencia para la interpretacin y evaluacin de cuencas, plays y prospectos.Toda esta informacin acumulada desde el descubrimiento, complementada con la informacin obtenida a travs de la toma de ncleos durante la perforacin de los pozos, para el anlisis del tipo de formaciones y para caracterizar el yacimiento en su conjunto es decir las propiedades de la roca y de los fluidos que contiene, en trminos de su porosidad la capacidad de almacenamiento del yacimiento, permeabilidad la capacidad de desplazamiento de fluidos en la roca, tanto horizontal como vertical y otros parmetros de importancia similar como la humectabilidad y la tortuosidad, son fundamentales para entender el yacimiento y establecer una estrategia de desarrollo o explotacin.Los anlisis PVT (presin, volumen, temperatura) permiten determinar las propiedades de los fluidos existentes en el yacimiento a diferentes presiones y temperaturas, tales como la viscosidad, el contenido del gas en solucin, las caractersticas de este gas, la densidad o peso especfico de los fluidos, elementos necesarios para determinar el factor volumtrico del petrleo a nivel de la formacin, parmetro base, para entender el fenmeno de encogimiento que sufre el petrleo al ser recolectado y almacenado en la superficie.

El adecuado entendimiento de un yacimiento comienza por disponer de estos parmetros mencionados, tales como propiedades de la roca y de los fluidos, sus principales componentes. Esta informacin es la base de la simulacin del mismo, que no es otra cosa que predecir el comportamiento de un yacimiento, con base en sus caractersticas y un programa de drenaje diseado, para visualizar su recobro final bajo condiciones primarias inicialmente y condiciones secundarias y terciarias posteriormente.En la medida en que se disponga de informacin real obtenida de los pozos por medio de las pruebas de presin y del anlisis continuo de fluidos, estas simulaciones se convierten en predicciones y pasan a ser un mecanismo de optimizacin de la explotacin del yacimiento y un elemento fundamental para establecer la estrategia de explotacin del yacimiento.Un segundo elemento de la estrategia lo representa la creacin de escenarios para determinar la mejor viabilidad del plan de explotacin, tomando en cuenta los riesgos y las incertidumbres que se puedan presentar, a fin de seleccionar aquel escenario que minimice estos elementos para finalmente someterlo al anlisis econmico y as determinar la dimensin de creacin de valor del escenario seleccionado, que pasa a convertirse en el plan de explotacin a proponerse para el yacimiento.Este plan de explotacin contiene todos los elementos requeridos para el desarrollo del yacimiento, desde el nmero ptimo de puntos de drenaje, as como el diseo de los pozos a perforar y los costos asociados a la construccin de los mismos, as como las inversiones asociadas a las instalaciones requeridas para su produccin, transporte, recoleccin y almacenamiento en el destino final seleccionado dentro del anlisis de opciones hechos en las diferentes etapas del proceso.Las empresas modernas utilizan desde hace ms de tres dcadas el concepto de Front End Loading, FEL por sus siglas en ingls o VCD por su traduccin tcnica al espaol, que significa Visualizar, Conceptualizar y Definir y que son las fases por las cuales debe pasar un proyecto para definir su estrategia de exploracin y su estrategia de explotacin.Esta metodologa, conjuntamente con la Administracin Integrada de Yacimientos, deben ser incorporadas desde el inicio de la explotacin de un yacimiento para obtener los mejores resultados en trminos de maximizar eficientemente el recobro final y ambas conforman la estrategia de desarrollo o explotacin de un yacimiento.La administracin integrada de yacimientos es una disciplinaEn cuyo desarrollo han puesto mucho empreo varias empresas petroleras de renombre, entre las que destacan Chevron y Texaco en la dcada de los noventa y con impactos econmicos significativos en el recobro final de hidrocarburos en los yacimientos. En sus comienzos era comn confundir este enfoque con la caracterizacin de yacimientos o la ingeniera de yacimientos; sin embargo a lo largo del tiempo, se han venido entendiendo sus principios bsicos:1. Analizar el pasado y predecir el mejor futuro para un yacimiento.2. Establecer el nmero ptimo de localizaciones o puntos de drenaje en el yacimiento.3. Definir el mejor diseo de instalaciones de superficie, con base en los volmenes a producir y la ubicacin de los puntos de drenaje.4. Monitoreo de los parmetros bsicos de seguimiento a fin de incorporar cambios o mejoras en el plan de explotacin definido y en desarrollo.5. Evaluar continuamente las economas del proyecto, para mantenerlo en los adecuados niveles de rentabilidad y que se cumplan los objetivos estratgicos establecidos.Para llevar adelante estos objetivos, las organizaciones de exploracin y produccin debieron adaptar tambin sus hbitos organizacionales y principios de trabajo. Teniendo que migrar de las organizaciones tradicionales estructuradas funcionalmente al trabajo por proyectos y en equipos multidisciplinarios.Es interesante el fenmeno de la planeacin dentro de algunas de las empresas operadoras petroleras, principalmente las NOCs o empresas nacionales, quienes estructuran sus portafolios o carteras por proyectos, sin embargo despus buscan ejecutarlos de manera dispersa, a travs de mltiples organizaciones: tcnicas, habilitadoras, de apoyo y operativas, sin definir liderazgos conductores y responsables especficos para cada proyecto de la cartera, es decir desde un comienzo, se organizan para hacer difcil lo sencillo, generando ineficiencias en todos los sentidos que a lo largo del ciclo encarecen los proyectos y comprometen el cumplimiento de las metas comprometidas.La Administracin Integrada de Yacimientos como disciplina, convoca e integra a todos aquellos que tienen que ver con el yacimiento, desde los geocientficos, pasando por los ingenieros de yacimientos, perforacin, produccin, operaciones, ambiente, y hasta los especialistas en anlisis de riesgo y econmicos. Integrando todas las competencias en el ambiente de trabajo apropiado y con la infraestructura y las tecnologas requeridas para el monitoreo continuo del yacimiento, los diferentes recursos son utilizados de una manera ms eficiente y los resultados a obtenerse son mejores, as lo han probado las experiencias de las empresas que practican esta disciplina.Muchas empresas argumentan que esta prctica requiere una cantidad desproporcionada de ingenieros y profesionistas que no tiene, pero en muchas ocasiones la realidad es que los ingenieros son asignados a actividades operativas, que la empresa perfectamente puede contratar con empresas de servicio especializadas en las actividades de operacin y mantenimiento, dedicando su msculo ingenieril y tcnico a lo que es estratgico para la organizacin, sus competencias sustantivas (core competences, en ingls) para asegurar que a nivel del campo, en la operacin, se ejecuten las actividades con base en instrucciones y prcticas establecidas y adecuadamente controladas y monitoreadas precisamente por los equipos multidisciplinarios de administracin de yacimientos.Esta fue la idea original de la conformacin de los activos integrales. No obstante, a lo largo de tiempo, stos han asumido estructuras organizacionales funcionales en lugar de administrar por proyectos, tal como lo establecen en sus carteras o portafolio; una explicacin a la dificultad que tienen para el cumplimiento de objetivos comprometidos con la organizacin en trminos de creacin de valor.En trminos de la estrategia de explotacin debe entenderse que no es solamente el definir un plan de explotacin, sino que implica, el seguimiento a las actividades programadas, el monitoreo diario de la ejecucin de las mismas y el aseguramiento de las economas comprometidas para la creacin de valor; al final, eso es el propsito de una buena estrategia de desarrollo, incrementar eficientemente el recobro final de cualquier yacimiento para obtener la mejor creacin de valor para la organizacin y la empresa.PEMEX Exploracin y Produccin tiene en esta metodologa una oportunidad para mejorar el desempeo en sus principales yacimientos y revisar sus prcticas y hacer los ajustes en la organizacin para ir migrando su perfil de ser una empresa que privilegia la operacin y el mantenimiento, a un centro de excelencia tcnico que privilegia lo estratgico, y las economas, en fin la razn de ser de un negocio.Introduccin a la Simulacin Numrica de YacimientosLa Simulacin de yacimientos no es ms que predecir lo que ser el comportamiento real de un yacimiento a lo largo de un perodo de tiempo, basndonos en el comportamiento del modelo matemtico que representa dicho yacimiento y cuyas ecuaciones, debido a su complejidad , son resueltas mediante mtodos numricos. Estas ecuaciones son resueltas por los simuladores de yacimiento, los cuales arrojan soluciones aproximadas, pero que sern muy confiables siempre y cuando los datos cargados en el simulador sean lo ms cercano posible a la realidad.

Se puede decir que la simulacin de numrica bien aplicada representa el mejor mtodo de prediccin para el comportamiento de un yacimiento. Un ejemplo lo podemos ver al compararla con el balance de materiales (BM). En un BM se toman como datos valores promedios, las presiones y saturaciones se consideran uniforme, las propiedades de la roca son constantes al igual que la de los fluidos. En un modelo de simulacin se construye una maya para dividir el yacimiento en sectores, donde cada sector o "celda" tendr caractersticas definidas. Esta mejor aproximacin a la realidad en los simuladores nos proporciona mejores resultados y de mayor confiabilidad. Un error que se puede cometer al usar BM es que si la presin promedio es mayor que la presin de saturacin, se considera que en el yaciemiento no existe gas libre; este error no ocurre al usar la simulacin numrica.

El proceso de la simulacin consta de diferentes etapas. Una primera etapa conocida como Inicializacin, donde simplemente se hace una descripcin esttica del yacimiento, es decir, se realiza la llamada malla para delimitar el yacimiento e indicar la distribucin de las celdas. En esta etapa es donde se cargan los datos de propiedades de rocas y de los fluidos y el simulador realiza los primeros clculos bsicos, entre los que se encuentra el clculo del POES.Si el yacimiento no tiene historia de produccin porque es nuevo, se procede a la etapa de predicciones; sin embargo, cuando estamos en un yacimiento que ya viene produciendo, luego de la inicializacin pasamos a una segunda etapa llamada Ajuste Histrico en donde se toman en cuenta las condiciones de produccin y distintas instalaciones, as como tambin todos los datos histricos de los pozos. Como veremos ms adelante sta etapa es quizs la que lleva mayor tiempo ya que se debe conseguir ajustar nuestro modelo de simulacin al de la realidad con la mayor precisin posible.

Finalmente Llegamos a la tercera y ltima etapa llamada Prediccin, en la cual se toman en cuenta todos los resultados obtenidos al finalizar la simulacin para proceder a realizar una estimacin de reservas recuperables y el respectivo anlisis econmico para determinar la factibilidad de poner en produccin nuestro yacimiento de estudio.

En foma general nuestro simulador tiene como funciones bsicas el clculo de presiones y saturaciones de un yacimiento a lo largo del tiempo y, como consecuencia de lo anterior, inferir el comportamiento de los pozos que se establezcan en el mismo. Para ello debemos conocer los fundamentos de la simulacin de yacimientos:

El yacimiento est dividido en un nmero finito de celdas.Los pozos estn localizados en el centro de las celdas.Se proporcionan datos bsicos para cada celda.La produccin de los pozos es suministrada en funcin del tiempo.Las ecuaciones son resueltas para calcular las presiones y saturaciones de cada celda,as como para estimar la produccin de cada pozo

Es inprescindible que para que el simulador funcione correctamente se suministren un conjunto de datos necesarios y suficientes. Estos datos tienen que ver con las propiedades de las rocas tales como porosidad, permeabilidad, compresibilidad, profundidad, espesor, permeabilidad relativa, presin capilar, saturacin; y con las propiedades de los fluidos entre las que estn la densidad, compresibilidad, factor volumtrico de formacin, viscosidad, solubilidad y presin de saturacin.

El uso del simulador resulta de vital importancia para la industria, sin embargo tiene ciertas limitaciones, ya que produce soluciones aproximadas que estn determinadas de acuerdo a la veracidad de los datos que se le suministren durante la inicializacin. Si incluimos datos incorrectos, el programa realizar los clculos con estos datos y los resultados sern correctos para esos datos pero no correspondern con el yacimiento real para el cual realizamos el modelo. Por otro lado, el heho de que logremos realizar el ajuste histrico tampoco es garanta de la prediccin precisa del futuro del yacimiento, ya que se puede hacer el ajuste tomando en cuenta suposiciones que no necesariamente corresponden con los hechos reales ocurrido a lo largo de la historia de produccin. Otra limitacin es que los datos geolgicos y petrofsicos se extrapolan de algunos puntos al campo completo. Es importante destacar que el proceso de ajuste histrico es el que lleva ms tiempo durante un estudio de simulacin, pero es un tiempo necesario ya que mientras mejor y ms cercano a la realidad sea ste ajuste nuestros resultados sern ms precisos y podremos hacer una mejor prediccin del comportamiento del yacimiento.

Durante el semestre estaremos trabajando con un simulador de petrleo negro (Eclipse 100 de schlumberger). Sin embargo es importante saber que existen diferentes tipos de simuladores y que cada uno est adecuado para diferentes formas de simulacin de acuerdo a nuestras necesidades. Entre los simuladores tenemos: Blackoil, composicionales, trmicos, qumicos y otros acoplados con modelos.

Publicado por Wilmer E. Mejas D. en 14:15

jueves, 7 de febrero de 2008Introduccin a la Simulacin Numrica de YacimientosTe gusta este artculo? Comprtelo Con respecto a un yacimiento en particular, la funcin del ingeniero de yacimientos es predecir la recuperacin final (ultimate recovery) y comportamiento futuro considerando diferentes mecanismos de recuperacin y mtodos de desarrollo. Cabe mencionar que muchas de las herramientas clsicas de ingeniera de yacimientos tales como modelos tanque (balance de materiales que trata al yacimiento como un gran tanque con propiedades promedias uniformes) no proporcionan un adecuado modelaje de los yacimientos, sistemas hidrocarburos y/o esquemas de recuperacin complejos.Un claro ejemplo de lo anterior es la tcnica referente a la ecuacin del acufero en base a balance de materiales que proporciona el influjo de agua acumulado en el yacimiento a un tiempo dado, pero la distribucin areal del agua es desconocida, por lo que no es factible obtener una localizacin ptima de los pozos. Otro caso son los mtodos referentes a conificacin, los cuales no consideran los efectos de presin capilar, por lo que estos mtodos no son apropiados para predecir el comportamiento de un pozo que posee una gran zona de transicin.La simulacin numrica presenta una formulacin rigurosa del sistema fsico a ser modelado, incluyendo :(a) Propiedades variables de la roca.(b) Propiedades del fluido versus la presin.(c) Balance de materiales.(d) Ecuaciones de flujo en el medio poroso.(e) Presin capilar.Estas ecuaciones matemticas pueden ser manipuladas para obtener los complicados fenmenos del yacimiento que sern estudiados. Algunas de estas relaciones matemticas son no-lineales o ecuaciones diferenciales parciales que pueden ser solo resueltas aproximadamente con un computador.Un simulador numrico reduce el balance de materiales (tanque) a un pequeo elemento y considera este elemento como uno de muchos dentro del lmite del yacimiento. Cada elemento es considerado contiguo y en comunicacin con los otros que lo rodean, as mismo los elementos pueden ser arreglados areal y verticalmente para representar la geometra fsica del yacimiento a ser estudiado, asimismo las caractersticas de roca y yacimiento pueden ser variadas para representar cualquier heterogeneidad de un yacimiento anisotrpico. Los yacimientos pueden ser descritos exactamente usando elementos o bloques muy pequeos. Muchos elementos pequeos, incrementarn el tiempo de computador.Una vez que se ha preparado la representacin del yacimiento en la forma de elementos individuales, el modelo de simulacin numrica ejecuta para cada serie de tiempos (time-steps) un conjunto de ecuaciones de balance de materiales para todos los bloques hasta que los efectos dinmicos del movimiento de fluidos, causado ya sea por produccin o inyeccin en uno o mas bloques, sea balanceado.Estas ejecuciones son efectuadas en tiempos pequeos para indicar el comportamiento del yacimiento en general y para cada pozo activo considerado por el modelo. Debido a que el flujo es permitido a travs de los bloques (al interior de los lmites), el movimiento del frente del fluido puede ser seguido con los simuladores numricos para monitorear cambios en los contactos gas-petrleo o petrleo-agua. Los modelos tambin pueden representar los cambios dinmicos en la presin y distribucin de saturacin en el yacimiento.

Tipos de Modelos

Los simuladores pueden clasificarse en:

(1) Simuladores de yacimientos de gas.- pueden ser modelados en una o dos fases dependiendo si existe agua mvil.(2) Simuladores de yacimientos de petrleo negro (black oil).- es capaz de simular sistemas donde estn presentes gas, petrleo y agua en cualquier proporcin. Este es el simulador mas comnmente usado en yacimientos de petrleo y la principal suposicin es que las composiciones del petrleo y el gas no cambian significativamente con la depleccin.(3) Simuladores de yacimientos composicional.- toman en cuenta el comportamiento composicional entre los componentes individuales de los hidrocarburos en las fases de gas y lquidos. Esto es debido a que la informacin PVT no describe el comportamiento del fluido adecuadamente para los petrleos voltiles y condensados. La transferencia de masa entre cada uno de los elementos es calculada en fracciones molares de cada componente individual o seudocomponentes combinando dos o mas de los componentes hidrocarburos individuales. Este tipo de modelo es necesario para yacimientos de condensado (retrgrado) y petrleo voltil as como cierto tipo de inyeccin de gas y/o procesos de recuperacin mejorada.(4) Modelos de doble porosidad.- Son necesarios para modelar el comportamiento de yacimientos naturalmente fracturados as como algunos sistemas de carbonatos. El comportamiento de flujo y presin de este tipo de yacimientos puede ser considerado mas complejo que un sistema de porosidad simple.

(5) Modelos termales.- Para simular procesos EOR tales como inyeccin de vapor o combustin in-situ.Todos estos modelos pueden tener una, dos o tres dimensiones. Razones para efectuar una simulacinLa simulacin puede proporcionar beneficios potenciales en los rubros siguientes :(1) Estudiar la recuperacin final primaria y su comportamiento bajo diferentes modos de operacin tales como depleccin natural, inyeccin de agua y/o gas.(2) El tiempo en el cual debe iniciarse un proceso de recuperacin mejorada a fin de maximizar la recuperacin as como el tipo de patrn que debe ser usado.(3) El tipo de proceso de recuperacin mejorada mas apropiado y cual ser la recuperacin final y el comportamiento con el proceso elegido.(4) Investigar los efectos de nuevas ubicaciones y espaciamientos de pozos.(5) Analizar el efecto de las tasas de produccin sobre la recuperacin.(6) Analizar que tipos de datos tienen el mayor efecto sobre la recuperacin y por lo tanto los que deben ser estudiados cuidadosamente con experimentos fsicos de laboratorio.

Referencias:1.- "Fundamentals of Numerical Reservoir Simulation" - Donald Peaceman - Elsevier Scientific Publishing Company - 1977; 173 pag.2.- "Reservoir Simulation" - Calvin C. Mattax and Robert L. Dalton - SPE Monograph Volume 13 - 1990; 161 pag.3.- "Modern Reservoir Engineering - A Simulation Approach" - Henry B. Crichlow - Prentice Hall Inc. - 1977 - 354 pag.4.- Universidad Nacional de Ingeniera, Facultad de Ingeniera de Petrleo